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c# - 为什么运行一百个异步任务比运行一百个线程花费的时间更长？

coder 2024-06-02 原文

为什么运行一百个异步任务比运行一百个线程花费的时间更长？

我有以下测试类:

public class AsyncTests
{

    public void TestMethod1()
    {
        var tasks = new List<Task>();

        for (var i = 0; i < 100; i++)
        {
            var task = new Task(Action);
            tasks.Add(task);
            task.Start();
        }

        Task.WaitAll(tasks.ToArray());            
    }


    public void TestMethod2()
    {
        var threads = new List<Thread>();

        for (var i = 0; i < 100; i++)
        {
            var thread = new Thread(Action);
            threads.Add(thread);
            thread.Start();
        }

        foreach (var thread in threads)
        {
            thread.Join();
        }
    }

    private void Action()
    {
        var task1 = LongRunningOperationAsync();
        var task2 = LongRunningOperationAsync();
        var task3 = LongRunningOperationAsync();
        var task4 = LongRunningOperationAsync();
        var task5 = LongRunningOperationAsync();

        Task[] tasks = {task1, task2, task3, task4, task5};
        Task.WaitAll(tasks);
    }

    public async Task<int> LongRunningOperationAsync()
    {
        var sw = Stopwatch.StartNew();

        await Task.Delay(500);

        Debug.WriteLine("Completed at {0}, took {1}ms", DateTime.Now, sw.Elapsed.TotalMilliseconds);

        return 1;
    }
}

据我们所知，TestMethod1 和TestMethod2 应该做的完全一样。一个使用 TPL，两个使用普通线程。一个需要 1 分 30 分钟，两个需要 0.54 秒。

为什么？

最佳答案

Action 方法目前正在使用 Task.WaitAll(tasks) 进行阻塞。默认情况下使用 Task 时，将使用 ThreadPool 执行，这意味着您正在阻塞共享的 ThreadPool 线程。

尝试以下操作，您将看到相同的性能:

  1. 添加Action的非阻塞实现，我们称之为ActionAsync

    private Task ActionAsync()
{
    var task1 = LongRunningOperationAsync();
    var task2 = LongRunningOperationAsync();
    var task3 = LongRunningOperationAsync();
    var task4 = LongRunningOperationAsync();
    var task5 = LongRunningOperationAsync();

    Task[] tasks = {task1, task2, task3, task4, task5};
    return Task.WhenAll(tasks);
}

  2. 修改 TestMethod1 以正确处理返回 ActionAsync 方法的新 Task

    public void TestMethod1()
{
    var tasks = new List<Task>();

    for (var i = 0; i < 100; i++)
    {
        tasks.Add(Task.Run(new Func<Task>(ActionAsync)));
    }

    Task.WaitAll(tasks.ToArray());            
}

性能低下的原因是 ThreadPool 会在需要时“缓慢地”生成新线程，如果您阻塞它可用的少数线程，您将遇到明显的减速。这就是 ThreadPool 仅用于运行短任务的原因。

如果您打算使用 Task 运行长时间阻塞操作，那么请务必在创建 Task 实例时使用 TaskCreationOptions.LongRunning(这将创建一个新的底层 Thread 而不是使用 ThreadPool。

ThreadPool 是问题的一些进一步证据，以下也可以缓解您的问题(不要使用它):

ThreadPool.SetMinThreads(500, 500);

这表明新 ThreadPool 线程的“缓慢”生成导致了瓶颈。

关于c# - 为什么运行一百个异步任务比运行一百个线程花费的时间更长？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/32825049/

c#一百个codeLongRunningOperationAsynctaskmultithreadingasync-await

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